package com.wyw.leetcode.learning.simple;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

/**
 * leetcode topic 144
 *  二叉树前序遍历
 *
 *
 * @Author Mr Wu    yewen.wu.china@gmail.com
 * <p>
 * Update History:
 * Author        Time            Content
 */
public class Topic144 {

    public static void main(String[] args) {
        TreeNode node = new TreeNode(1);
        TreeNode node2 = new TreeNode(2);
        TreeNode node3 = new TreeNode(3);
        TreeNode node4 = new TreeNode(4);
        TreeNode node5 = new TreeNode(5);
        TreeNode node6 = new TreeNode(6);
        TreeNode node7 = new TreeNode(7);
        TreeNode node8 = new TreeNode(8);
        TreeNode node9 = new TreeNode(9);
        TreeNode node10 = new TreeNode(10);

        node.left = node2;
        node2.left = node4;
        node4.right = node8;
        node2.right = node5;
        node10.right = node3;
        node3.left = node6;
        node5.right = node9;
        node3.right = node7;
        node7.left = node10;

        List<Integer> list = preorderTraversal2(node);
        System.out.println("end");

    }

    static List<Integer> result = new ArrayList<>();

    /**
     * 递归
     * @param root
     * @return
     */
    public static List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {

        if(root == null)
            return result;

        result.add(root.val);
        preorderTraversal(root.left);
        preorderTraversal(root.right);
        return result;

    }

    /**
     * 迭代
     * @param root
     * @return
     */
    public static List<Integer> preorderTraversal1(TreeNode root) {

        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        if (root == null) {
            return res;
        }

        Deque<TreeNode> stack = new LinkedList<>();
        TreeNode node = root;
        while (!stack.isEmpty() || node != null) {
            while (node != null) {
                res.add(node.val);
                stack.push(node);
                node = node.left;
            }
            node = stack.pop();
            node = node.right;
        }
        return res;


    }

    /**
     * 有一种巧妙的方法可以在线性时间内，只占用常数空间来实现前序遍历。这种方法由 J. H. Morris 在 1979 年的论文「Traversing Binary Trees Simply and Cheaply」中首次提出，因此被称为 Morris 遍历。
     *  Morris 遍历的核心思想是利用树的大量空闲指针，实现空间开销的极限缩减。其前序遍历规则总结如下：
     *      1、新建临时节点，令该节点为 root；
     *      2、如果当前节点的左子节点为空，将当前节点加入答案，并遍历当前节点的右子节点；
     *      3、如果当前节点的左子节点不为空，在当前节点的左子树中找到当前节点在中序遍历下的前驱节点：
     *          如果前驱节点的右子节点为空，将前驱节点的右子节点设置为当前节点。然后将当前节点加入答案，并将前驱节点的右子节点更新为当前节点。当前节点更新为当前节点的左子节点。
     *          如果前驱节点的右子节点为当前节点，将它的右子节点重新设为空。当前节点更新为当前节点的右子节点。
     *      4、重复步骤 2 和步骤 3，直到遍历结束。
     * 这样我们利用 Morris 遍历的方法，前序遍历该二叉树，即可实现线性时间与常数空间的遍历。
     *
     * @param root
     * @return
     */
    public static List<Integer> preorderTraversal2(TreeNode root) {

        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        if (root == null) {
            return res;
        }

        TreeNode p1 = root, p2 = null;

        while (p1 != null) {
            p2 = p1.left;
            if (p2 != null) {
                while (p2.right != null && p2.right != p1) {
                    p2 = p2.right;
                }
                if (p2.right == null) {
                    res.add(p1.val);
                    p2.right = p1;
                    p1 = p1.left;
                    continue;
                } else {
                    p2.right = null;
                }
            } else {
                res.add(p1.val);
            }
            p1 = p1.right;
        }
        return res;



    }


}
